山东省威海市普通高中物理毕业年级统一考试试卷

2009年威海市普通高中毕业年级统一考试
物理
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。

第I卷1至3页，第II卷
5至12页，满分100分，考试时间90分钟．
第I卷(选择题共32分)
注意事项：
1．答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用2B铅笔正确填涂在答题卡上．
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，不能将答案直接答在试卷上。

一、选择题：本题共8个小题，每小题4分，共32分。

在每个小题给出的四个选项中，至
少有一个是正确的．每小题全选对的得4分；选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分．
1．有两根相同的绳子，一根系在横杆上用来练习爬绳，一根水平绷紧用来晒衣服。

质量相同的甲、乙两人，甲拉住竖直绳悬在空中静止；乙向下拉住水平绳的中点把绳子拉断，则A．绳子对甲的拉力大于甲的重力
B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C．乙拉断绳子前瞬间，绳中的拉力一定小于乙的重力
D．乙拉断绳子前瞬间，绳两部分间的夹角一定大于120°
2．在真空中固定一个正点电荷，一个具有一定初速度的带负电的粒子，仅在这个电荷的电场力作用下，可能做
A．匀速直线运动或类平抛运动B．速度增大、加速度增大的直线运动
C．动能和电势能都不变的运动D．以点电荷为一个焦点的椭圆运动
3．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员能顺利完成该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，要使这个表演成功，运动员除了跳起的高
度足够外，在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应
该
A．竖直向下
B．竖直向上
C．向下适当偏后
D．向下适当偏前
4．钳形电流表是根据电磁感应原理制成的一种仪器，其结构如图甲所示，其外观如乙和
丙图所示(乙和丙中的钳形电流表规格相同，同一
电缆线在图丙中绕了3匝)。

乙图中电流表的读数为1．2A ．下列说法正确的是
A ．钳形电流表能测出交流电流的有效值
B ．钳形电流表能测出交流电流的平均值
C ．丙图中电流表的读数为3．6A
D ．丙图中电流表的读数为0．4A
5．北京时间2009年2月11日零时55分，美国一颗商用通信卫星与俄罗斯一颗已经报废的卫星在西伯利亚上空相撞，这是太空中首次发生完整的在轨卫星相撞事件，发生相撞的卫星分别为美国铱卫星公司的“铱33”卫星和俄罗斯的“宇宙2251”军用通信卫星，下列关于这两颗卫星的理论分析，正确的是
A ．它们的轨道所在的平面可以不重合
B ．它们的轨道一定在同一平面内
C ．它们可能沿不同的椭圆轨道运行
D ．如果它们都绕地球做匀速圆周运动，那么它们碰撞时的速率一定相同 6．如图所示，C 为平行板电容器；R
1、R 3为可变电阻，R 2为定值电阻，开始时开关S 是断开的，下列方法能使电容器带电量增加的是 A ．减小R 1 B ．增大R 3
C ．在电容器两板间插入电介质
D ．将开关S 闭合
7．如图所示，在通电长直导线的旁边有一矩形导线框，线框与直导线在同
一平面内。

在直导线中通入sin o m i I t ω=的交流电，图中箭头方向规定为交流电的正方向，若规定线框中感应电流的正方向为逆时针方向，下图能正确表示线框中感应电流变化情况的是
8．质量为1．0kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0．30，对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F ，作用了3t o 的时间，为使物体在3t o 时间内发生的位移最大，力F 随时间的变化情况应该为下面四个图中的哪一个?
2009年威海市普通高中毕业年级统一考试
物理
第II卷(非选择题共68分)
注意事项：
1．第II卷共8页，用规定的笔直接答在试卷指定的位置。

2．答卷前将密封线内的各个项目填写清楚，在指定位置上填写两位数的座号。

二、实验题：本题共2个小题，第9题6分，第10题10分，满分16分，把答案直接填在题中的横线上或按要求作图．
9．在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50Hz．如图所示为实验中得到的一条纸带，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未
画出．按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计
数点，用刻度尺量出各计数点到0点的距离，但某
同学在记录数据时只记下了如图所示的2个计数
点到0点距离的数值(单位：cm)，根据纸带上的数
据，试求：
v= m／s(保留两位(1)打点计时器在打计数点“1”，的时刻，物体运动的速
1
有效数字)。

(2)物体运动的加速度大小为m／s2(保留两位有效数字)。

(3)计数点6到0点的距离为cm。

10．某同学用常规器材研究标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡两端的电压和通过它电流的关系，先选择合理的电路再正确连线，闭合开关后进行实验，得到的数据如下表所示：
根据这些数据：
(1)在左下虚线框中最好用铅笔
．．画出实验电路图(图中的电源和开关已经画好)。

(2)在右下的坐标系中，选取适当的标度，最好用铅笔
．．画出小灯泡的U—I图线(以U为纵轴)。

(3)U1=1.00V和U2=3.00V时小灯泡的电阻分别为R1= Ω，
R2= Ω，其大小不同的原因是
(4)小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时，小灯泡的最大电阻是Ω，最大电功率是W(保留三位有效数字)。

(5)通过小灯泡的电流等于零时，小灯泡的电阻约为Ω．
三、计算题(必做部分)：本题共3个小题，满分36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
11．(10分)光滑的平行金属导轨长L=2m，两导轨间距d=0．5 m，轨道平面与水平面的夹角θ=30°，导轨上端接一阻值为R=0．6Ω的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B=1T，如图所示．有一质量m=0．5kg、电阻r=0．4Ω的金属棒曲，放在导轨最上端，其余部分点阻不计。

当棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到底端脱离轨道时，电阻R上产生的热量Q1=0.6J，取g=10m/s2，试求：
(1)当棒的速度v=2m/s时。

电阻R两端的电压。

(2)棒下滑到轨道最底端时的速度大小。

(3)棒下滑到轨道最底端时的加速度大小。

12．(13分)在2008年“5．12”四川汶川大地震抢险中，解放军某部队用直升飞机抢救一个峡谷中的伤员。

直升飞机在空中悬停，其上有一起重机通过悬绳将伤员从距飞机102m的谷底由静止开始起吊到机舱里。

己知伤员的质量为80kg，其伤情允许向上的最大加速度为2m／s2，起重机的最大输出功率为9．6kW，为安全地把伤员尽快吊起，操作人员采取的办法是：先让起重机以伤员允许向上的最大加速度工作一段时间，接着让起重机以最大功率工作，再在适当高度让起重机对伤员不做功，使伤员到达机舱时速度恰好为零，g取l0m／s2．试求：
(1)吊起过程中伤员的最大速度．
(2)伤员向上做匀加速运动的时间．
(3)把伤员从谷底吊到机舱所用的时间．
13．(13分)如图所示，竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线左侧有垂直纸面向里水平的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B．一粗细均匀的绝缘轨道由两段水平且足够长的直杆PQ、MN和一半径为R的半圆环MAP组成，固定在竖直平面内，半圆环与两直杆的切点P、M恰好在磁场边界线上，轨道的NMAP段光滑，PQ段粗糙，现有一质量为m、带电荷量为+q的绝缘塑料小环套在杆MN上(环的内直径比杆的直径稍大)，将小环从M点右
x=4R的D点由静止释放，小环刚好能到达P点。

试求：
侧距离
o
(1)小环所受电场力的大小。

(2)上述过程中小环第一次通过与O点等高的A点时半
圆环对小环作用力的大小。

(3)若小环与PQ间动摩擦因数为 (设最大静摩擦力
与滑动摩擦力大小相等)，现将小环移至M点右侧6R处由
静止释放，求小环在整个运动过程中产生的热量．
四、计算题(选做部分)：本题共3个小题，每题8分．考生必须从中选择2个题作答，不按规定选做者，阅卷时将根据所选题号的先后顺序只判前面的2个题，其他作答的题目答案无效，考生最多得分16分。

填空题的答案直接填在题中的横线上，计算题的解答应写出必要的文字
说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 14．(物理3．3模块，8分)
(1)若己知n 滴油的总体积为V ，一滴油在水面上所形成的油膜最大面积为S ，这种油的摩尔质量为M ，密度为ρ，根据这些条件可求出油分子的直径为 ，阿伏加德罗常数为 。

(2)如图所示，在水平放置的气缸左边封闭着一定质量的空气，其压强和大气压相同，都为
0ρ，活塞的面积为S 。

把气缸和活塞固定，
使汽缸内的空气升高一定的温度，封闭空气吸收的热量为Q 1；如果让活塞可以自由移动(气缸仍固定，活塞与气缸间无摩擦、不漏气)，使缸内空气缓慢升高相同的温度，此过程中活塞向右移动的距离为△L ，则在这一过
程中缸内气体吸收的热量为 。

(3)容积V =20L 的钢瓶充满氧气后，压强为ρ=30atm ．打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V 0=5L 的小瓶子中去。

若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶中的氧气压强均为1ρ=2atm ，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变。

问最多可以
装多少小瓶氧气? 15．(物理3-4模块，8分)
(1)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图象，已知这列波的频率为4Hz ，A 点在此时的振动方向如图所示。

则可以判断出这列波的传播方向是沿x 轴 方向(填“正”或“负”)，波速大小为 m/s
(2)如图所示，在平静的水面下有一点光源s ，点光源到水面的距离为H ，水对该光源发出的单色光的折射率为n ．请解答下列问题：
①在水面上方可以看到一圆形的透光面，求该圆的半径．
②若该单色光在真空中的波长为o λ，该光在水中的波长为 多少?
16．(物理3-5模块，8分)
(1)有一群氢原子处于量子数n =4的激发态，已知氢原子的能级公式为1
2
n E E n =
(E 1为n =l 时的能量)．当它们自发地向低能级跃迁时能发出 种不同频率的光子．所发出光子的最大频率是 (已知普朗克常量为h )．
(2)质量10A m g =的子弹，以A v =300m ／s 的速度射向质量B m =40g 、静止在光滑水平桌面上的木块．
①如果子弹留在木块中，木块运动的速度1v 是多大?
②如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度A v =100m ／s ，这时木块的速度2v 又是多大?
2009年威海市普通高中毕业年级统一考试
物理参考答案和评分标准
9．(6分，每空2分)(1)0.19 (2)1．1(有效数字位数错误的扣1分) (3)24．93 10．(10分)(1)如图所示(2分，有一处错误即不给分)；
(2)如图所示(2分，画成折线的不给分，标度不合理的扣1分)．
(3)6.25(1分)，10．79(1分)，随着电压的增大，通过小灯泡的电流增大，同时小灯泡的发热功率增加，灯丝的温度升高，所以金属灯丝的电阻率增大，灯泡的电阻增大(1分)．
(4)12.26(1分)；1.18(1分) (5)1.25(1分)
11．(10分)解：(1)速度v =2m ／s 时，棒中产生的感应电动势
1V E Bdv ==………………………………………………………………………… 1分
电路中的电流，1A E
I R r
=
=+………………………………………………………1分 所以电阻R 两端的电压：0.6V U IR == ………………………………………… 1分
(2)根据2Q I Rt R =∝，在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量
210.4J r
Q Q R
=
=……………………………………………………………………1分 设棒到达底端时的速度为m v ，根据能的转化和守恒定律，得：
2
121sin 2
m mgL mv Q Q θ=
++……………………………………………………1分 解得：4/m v m s =…………………………………………………………………1分 （3）棒到底端时回路中产生的感应电流I 2A m
m Bdv R r
=
=+……………………1分 根据牛顿第二定律有：sin I m mg B d ma θ-=…………………………………1分 解得：2
3/a m s =…………………………………………………………………1分 12．（13分）解：（1）吊起过程中当伤员做匀速运动时速度最大，此时悬绳中的拉力 F mg =………………………………………………………………………………1分 根据m m P F v =⋅…………………………………………………………………1分 解得吊起过程中的最大速度12/m v s =……………………………………………1分
（2）设伤员向上做匀速加速运动时受到的悬绳的拉力为x F ，做匀加速运动的最大速度为x v ，根据牛顿第二定律得：x m F mg ma -=…………………………………………1分
再根据m x x P F v =⋅，联立解得：10/x v m s =…………………………………………1分 所以伤员向上做匀速加速度运动的时间15x
m
v t s a =
=……………………………………1分 做竖直上抛的时间3 1.2m
v t s g
=
=…………………………………………………………1分 竖直上抛上升的距离为331
7.22
m h v t m =
=………………………………………… 1分 设伤员从匀加速运动结束到开始做竖直上抛运动的时间为2t ，对起重机以最大功率工作的过程
应用动能定理得：222131()()2
m m x p t mg h h h m v v ---=-………………………2分 解得：26t s =………………………………………………………………………………1分 所以把伤员从谷底吊到机舱所用的时间12312.2t t t t s =++=…………………………1分
13．(13分)解：(1)小环刚好能到达P 点，意味着小环到达P 点时速度恰好为零．根据动能定理得：20o F x mg R ⋅-⋅=………………………………………………………………1分 解得小环所受电场力F =0．5mg ……………………………………………………………1分
(2)设小环第一次运动到A 点时速度为A v ，根据动能定理得：
21()2
o A F x R mg R mv +-⋅=……………………………………………………………1分 在A 点小环受到的洛仑兹力A f qBv =………………………………………………… 1分 根据牛顿第二定律得：2A N mv F f F R
--=……………………………………………1分
解得： 3.5N F mg =+ 1分
(3)若小环受到的滑动摩擦力o f mg F μ=<，即μ<0．5，分析可知小环经过多次往返最终到达P 点时的速度为零．根据能的转化和守恒定律，得：
62F R mg R Q ⋅=⋅+…………………………………………………………………2分 解得：Q mgR =…………………………………………………………………1分
若小环受到的滑动摩擦力,o f mg F μ=≥，即μ≥0．5，则小环运动到P 点后向右做匀减速运动，一直到静止．设小环从p 点开始向右做匀减速运动的最大距离为m s ，对整个过程应用动能定理得：(6)20m m F R s mg R mg s μ--⋅-⋅=………………………… 2分 小环在整个运动过程中产生的热量为m Q mg s μ=⋅……………………………………1分 联立解得：212mgR Q μμ
=+……………………………………………………………………1分
14．（8分）（1）V nS （1分），3333
336()Mn S Mn S V V
πρρ或（1分）（2）1o Q p S L +⋅∆（2分） (3)解(4分)：设钢瓶中的氧气压强减小到ρ=2atm 时的体积为1V ，根据波义耳定律有： 11pV pV =……………………………………………………………………1分 所以1o
V V n V -=……………………………………………………………………1分 解得：56n =……………………………………………………………………1分
15．(8分)(1)负(1分)，8(1分)
(2)(6分)解：①设光在水面发生全反射的临界角为C ，
如图所示，由于1sin C n
==…………2分
解得：r =………………………………1分
②由于光在传播过程中的频率不变，设光在真空中的传播速度为c ，在水中的传播速度为v ，所以c n v
=……………………………………………………………………………………1分 又由于o c
v f λλ==…………………………………………………………………………1分 联立解得：o n
λλ=……………………………………………………………………………1分 16．(8分)(1)(4分)6(2分)，11516E h -
（2分）
(2)(4分)解：①根据动量守恒定律得：1()A A A B m m m υυ=+………………………………1分 解得：160/m s υ=……………………………………………………………………………………1分
②根据动量守恒定律得：2A A A A B m m m υυυ=+ 解得：250/m s υ=……………………………………………………………………………1分。